KR20130095371A - Manufacturing method of stacked-typed electrode assembly of novel strucure - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전극조립체의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 둘 이상의 단위셀들이 적층되어 있는 구조의 전극조립체의 제조방법으로서, (i) 양측 외면에 각각 극판이 위치하는 단위셀(a), 및 양측 외면에 각각 분리막이 부착된 단위셀(b)을 준비하는 과정; (ii) 상기 단위셀들(a, b)을 단위셀 적층부에 양극과 음극이 서로 대면하도록 적층하는 과정; (iii) 상기 단위셀 적층부로부터 인취한 단위셀 적층체의 외면을 필름에 의해 감싸는 과정; 및 (iv) 상기 단위셀 적층체의 외면을 감싸고 있는 필름을 열 수축하는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing an electrode assembly, and more particularly, to a method for manufacturing an electrode assembly having a structure in which two or more unit cells are stacked, (i) a unit cell in which the electrode plates are positioned on both outer surfaces thereof (a) Preparing a unit cell (b) having separators attached to both outer surfaces thereof; (ii) stacking the unit cells (a, b) such that an anode and a cathode face each other in a unit cell stack; (iii) wrapping the outer surface of the unit cell stack taken from the unit cell stack with a film; And (iv) heat shrinking the film surrounding the outer surface of the unit cell stack. 2.
최근, 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-In HEV) 등의 동력원으로서도 주목받고 있다.BACKGROUND ART [0002] In recent years, rechargeable secondary batteries have been widely used as energy sources for wireless mobile devices. In addition, the secondary battery is an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), a plug-in hybrid electric vehicle (HEV), and the like, which are proposed as solutions for air pollution of existing gasoline vehicles and diesel vehicles using fossil fuels (Plug-In HEV) and the like.
이러한 이차전지는 외부 및 내부의 구조적 특징에 따라 대략 원통형 전지, 각형 전지 및 파우치형 전지로 분류되며, 그 중에서도 높은 집적도로 적층될 수 있고, 길이 대비 작은 폭을 가진 각형 전지와 파우치형 전지가 특히 주목받고 있다.Such secondary batteries are classified into roughly cylindrical cells, rectangular cells, and pouch cells according to external and internal structural characteristics, and among them, rectangular batteries and pouch cells having a small width to length, in particular, may be stacked. It is attracting attention.
이차전지를 구성하는 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체는 그것의 구조에 따라 크게 젤리-롤형(권취형)과 스택형(적층형)으로 구분된다. 젤리-롤형 전극조립체는, 집전체로 사용되는 금속 호일에 전극 활물질 등을 코팅하고 건조 및 프레싱한 후, 소망하는 폭과 길이의 밴드 형태로 재단하고 분리막을 사용하여 음극과 양극을 격막한 후 나선형으로 감아 제조된다. 이러한 젤리-롤형 전극조립체는 원통형 전지에는 바람직하게 사용될 수 있지만, 각형 또는 파우치형 전지에 적용함에 있어서는, 국부적으로 응력이 집중되어 전극 활물질이 박리되거나 충방전 과정에서 반복되는 수축 및 팽창 현상에 의해 전지의 변형을 유발하는 문제점이 있다. The electrode assembly of the anode / separator / cathode structure constituting the secondary battery is largely classified into a jelly-roll type (winding type) and a stack type (laminate type) depending on its structure. In the jelly-roll type electrode assembly, an electrode active material or the like is coated on a metal foil used as a current collector, dried and pressed, cut into a band shape having a desired width and length, and a cathode and an anode are diaphragm- . Such a jelly-roll type electrode assembly may be preferably used in a cylindrical battery, but in application to a square or pouch type battery, the stress is locally concentrated and the electrode active material is peeled off or the battery shrinks due to shrinkage and expansion phenomenon repeated during charge and discharge. There is a problem that causes deformation.
반면에, 스택형 전극조립체는 다수의 양극 및 음극 단위 셀들을 순차적으로 적층한 구조로서, 각형의 형태를 얻기가 용이한 장점이 있지만, 제조과정이 번잡하고 충격이 가해졌을 때 전극이 밀려서 단락이 유발되는 단점이 있다.On the other hand, the stacked electrode assembly has a structure in which a plurality of anode and cathode unit cells are sequentially stacked, and has an advantage of easily obtaining a rectangular shape, but when the manufacturing process is complicated and an impact is applied, the electrode is pushed and a short circuit occurs. There is a disadvantage that is caused.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 종래 일부 선행기술에서는 상기 젤리-롤형과 스택형의 혼합 형태인 진일보한 구조의 전극조립체로서, 일정한 단위 크기의 양극/분리막/음극 구조의 풀셀(full cell) 또는 양극(음극)/분리막/음극(양극)/분리막/양극(음극) 구조의 바이셀(bicell)을 긴 길이의 연속적인 분리필름을 이용하여 폴딩한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체가 개발되었다. In order to solve this problem, in the prior art some prior art electrode assembly of the advanced structure, which is a mixed form of the jelly-roll type and stack type, a full cell or a positive electrode of a cathode / separator / cathode structure of a certain unit size ( A stack / foldable electrode assembly has been developed in which a bicell having a structure of cathode) / separator / cathode (anode) / separator / anode (cathode) is folded using a continuous separation film having a long length.
도 1 및 도 2에는 이러한 폴딩형 조립체의 예시적인 제조과정이 모식적으로 도시되어 있고, 도 3에는 이러한 제조과정으로 제조된 스택/폴딩형 전극조립체가 도시되어 있다.1 and 2 schematically show an exemplary manufacturing process of such a folded assembly, and FIG. 3 shows a stack / foldable electrode assembly manufactured by this manufacturing process.
이들 도면을 참조하면, 스택/폴딩형 전극조립체는, 예를 들어, 긴 길이의 분리막 시트(20) 상에 단위셀들(10, 11, 12, 13, 14)을 배열하고 분리막 시트(20)의 일 단부(21)에서 시작하여 순차적으로 권취함으로써 제조된다.Referring to these drawings, the stack / foldable electrode assembly may, for example, arrange the
그러나, 긴 시트형의 분리막에 단위셀들을 일일이 배열해야 하고, 양단에서 단위셀 및 분리막을 잡고 폴딩해야 하는 등 제조공정을 위한 내부 공간 내지 시스템이 필수적으로 요구되고 그 공정 과정이 매우 복잡하며, 결과적으로 설비 투자 비용이 높은 단점이 있다. 더욱이, 단위셀들이 증가할수록, 단위셀들이 일렬로 배열되어 권취되기 어려우므로, 전극 조립체의 불량률이 높아질 수 있는 문제점이 있다.However, internal spaces or systems for the manufacturing process are indispensable, and the process is very complicated. As a result, unit cells must be arranged in a long sheet-type separator, and unit cells and separators are folded and folded at both ends. The disadvantage is the high cost of equipment investment. Furthermore, as the unit cells increase, it is difficult to wind the unit cells arranged in a line, there is a problem that the defective rate of the electrode assembly can be increased.
더욱이, 상기의 방법으로 제조된 도 3의 스택/폴딩형 전극조립체는 외부로부터의 충격시 전극조립체가 밀리면서 양극 탭들(31) 또는 음극 탭들(32)과 본체 사이에 내부 단락이 발생할 수 있다. 즉, 외력에 의해 소정의 물체가 전지를 압박하게 되면, 양극 탭들(31) 또는 음극 탭들(32)이 본체의 반대 전극과 접촉되면서 단락이 유발되고, 이러한 단락은 전극 활물질들을 반응시켜 온도가 급격히 상승하게 된다.Furthermore, the stack / foldable electrode assembly of FIG. 3 manufactured by the above method may cause an internal short circuit between the
따라서, 간단한 제조 공정에 의해 제조될 수 있으며, 이차전지에 외력이 인가되는 경우에도 전지의 수명 및 안전성을 확보할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, it can be manufactured by a simple manufacturing process, even when an external force is applied to the secondary battery, there is a high necessity for a technology capable of securing the life and safety of the battery.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-described problems of the prior art and the technical problems required from the past.
본 출원의 발명자들은 다양한 실험과 심도 있는 연구를 거듭한 끝에, 특정한 방식으로 전극조립체를 제조함으로써 전지의 생산 속도를 향상하여 제조 공정성을 향상시키고, 동일 규격 대비 전지의 용량 및 품질을 향상시킬 수 있는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.After various experiments and in-depth studies, the inventors of the present application improve the manufacturing processability by improving the production speed of the battery by manufacturing the electrode assembly in a specific manner, and improve the capacity and quality of the battery compared to the same standard. It was confirmed that the present invention was completed.
따라서, 본 발명에 따른 전극조립체의 제조방법은, 둘 이상의 단위셀들이 적층되어 있는 구조의 전극조립체의 제조방법으로서, Therefore, the method of manufacturing an electrode assembly according to the present invention is a method of manufacturing an electrode assembly having a structure in which two or more unit cells are stacked.
(i) 양측 외면에 각각 극판이 위치하는 단위셀(a), 및 양측 외면에 각각 분리막이 부착된 단위셀(b)을 준비하는 과정; (i) preparing a unit cell (a) having electrode plates positioned on both outer surfaces thereof, and a unit cell (b) having separators attached to both outer surfaces thereof;
(ii) 상기 단위셀들(a, b)을 단위셀 적층부에 양극과 음극이 서로 대면하도록 적층하는 과정;(ii) stacking the unit cells (a, b) such that an anode and a cathode face each other in a unit cell stack;
(iii) 상기 단위셀 적층부로부터 인취한 단위셀 적층체의 외면을 필름에 의해 감싸는 과정; 및(iii) wrapping the outer surface of the unit cell stack taken from the unit cell stack with a film; And
(iv) 상기 단위셀 적층체의 외면을 감싸고 있는 필름을 열 수축하는 과정;(iv) heat shrinking the film surrounding the outer surface of the unit cell stack;
을 포함하는 구성으로 이루어져 있다.Consists of a configuration that includes.
본 발명에 따른 전극조립체의 제조방법은 양측 외면에 각각 극판이 위치하는 단위셀(a), 및 양측 외면에 각각 분리막이 부착된 단위셀(b)을 소정의 방식으로 적층한 후, 이를 인취하여 필름으로 감싸고, 열 수축하는 일련의 과정을 포함하므로, 종래의 스택/폴딩형 전극조립체에서 발생할 수 있는 단위셀들의 배열에 따른 전지의 불량을 줄일 수 있어, 전지의 생산 속도를 향상하여 제조 공정성을 향상시키면서도, 동일 규격 대비 전지의 용량 및 품질 또한 향상시킬 수 있다. In the method of manufacturing an electrode assembly according to the present invention, the unit cells (a) having the electrode plates positioned on both outer surfaces thereof and the unit cells (b) having the separators attached to the outer surfaces of both sides thereof are stacked in a predetermined manner, and then taken out. Since the film is wrapped in a film and thermal contraction is performed, it is possible to reduce battery defects caused by the arrangement of unit cells that may occur in a conventional stack / foldable electrode assembly, thereby improving the production speed of the battery and improving manufacturing processability. While improving, the capacity and quality of the battery compared to the same standard can also be improved.
상기 단위셀(a), 및 단위셀(b)는 둘 또는 그 이상의 극판들이 분리막이 게재된 상태로 적층되어 있는 구조로서, 특히, 단위셀(a)는 양측 외면에 각각 극판이 위치하고, 단위셀(b)는 양측 외면에 각각 분리막이 부착된 것을 특징으로 한다. The unit cell (a) and the unit cell (b) is a structure in which two or more pole plates are stacked with a separator placed thereon, and in particular, the unit cell (a) has pole plates positioned on both outer surfaces thereof, and the unit cell. (b) is characterized in that the separation membrane is attached to each of both outer surfaces.
따라서, 상기 과정 (i)은 풀셀 또는 A형 바이셀 또는 C형 바이셀의 양극 외면에 각각 분리막을 라미네이션하여 단위셀(b)를 제조하는 과정을 포함할 수 있다. Therefore, the process (i) may include a process of manufacturing a unit cell (b) by laminating a separator on the outer surface of the anode of the full cell or the A-type or C-type bicell, respectively.
구체적으로, 상기 단위셀(a)는 양측 최외각의 극판들이 서로 반대 전극을 형성하는 양극/분리막/음극 구조의 풀 셀(full cell)이고, 상기 단위셀(b)는 양측 외면에 각각 분리막이 부착된 풀셀일 수 있다.Specifically, the unit cell (a) is a full cell of an anode / separation membrane / cathode structure in which the outermost electrode plates on both sides form opposite electrodes to each other, and the unit cell (b) has a separator on both outer surfaces thereof. It may be an attached full cell.
경우에 따라서는, 상기 단위셀(a)는 양극 최외각의 극판들이 서로 동일한 전극을 형성하는 양극/분리막/음극/분리막/양극 구조의 C형 바이셀(bicell)이고, 상기 단위셀(b)는 양측 외면에 각각 분리막이 부착된 음극/분리막/양극/분리막/음극 구조의 A형 바이셀일 수 있다.In some cases, the unit cell (a) is a C-type bicell having an anode / separation membrane / cathode / separation membrane / anode structure in which the anode plates of the anode outermost electrode form the same electrode, and the unit cell (b) May be an A-type bicell having a cathode / separation membrane / anode / separation membrane / cathode structure, each having a separator attached to both outer surfaces thereof.
또 다른 예로, 상기 단위셀(a)는 음극/분리막/양극/분리막/음극 구조의 A형 바이셀이고, 상기 단위셀(b)는 양측 외면에 각각 분리막이 부착된 양극/분리막/음극/분리막/양극 구조의 C형 바이셀일 수 있다.As another example, the unit cell (a) is an A-type bicell having a cathode / separation membrane / anode / separation membrane / cathode structure, and the unit cell (b) has an anode / separation membrane / cathode / separation membrane, each having a separator attached to both outer surfaces thereof. / C-shaped bicell of the bipolar structure.
상기 과정(ii)는 단위셀 적층부에 상기 A형 바이셀과 C형 바이셀을 양극과 음극이 서로 대면하도록 교번방식으로 적층하는 과정을 포함할 수 있다. 상기 A형 바이셀 또는 C형 바이셀 중 하나는, 앞서 설명한 바와 같이, 양측 외면에 분리막이 부착된 구조이므로, 단위셀들의 적층과정에서 단위셀들 사이에 별도의 분리막을 게재할 필요가 없어, 제조 시간이 단축될 수 있을 뿐 아니라 제조 공정상 효율 또한 증가할 수 있다.The process (ii) may include laminating the A-type bi-cell and the C-type bi-cell in an alternating manner so that the positive electrode and the negative electrode face each other in the unit cell stacking unit. As described above, one of the A-type or C-type bicells has a structure in which separation membranes are attached to both outer surfaces thereof, so that a separate separation membrane is not required between the unit cells in the stacking process of the unit cells. Not only can the manufacturing time be shortened, but also the efficiency in the manufacturing process can be increased.
하나의 바람직한 예에서, 상기 단위셀 적층부는 상단이 개방되어 있고 하부방향으로 직경이 작아지는 호퍼 구조의 상부와, 단위셀 적층체에 대응하는 내부 크기를 가진 하부로 이루어진 구조일 수 있다. 따라서, 상부에 의해 용이하게 수집된 다수의 단위셀들은, 중력에 의해 하부로 이동하면서 하부 구조에 의해 고르고 반듯하게 적층될 수 있다.In one preferred example, the unit cell stacking portion may be a structure consisting of an upper portion of the hopper structure having an open upper end and a smaller diameter in the lower direction, and a lower portion having an inner size corresponding to the unit cell stack. Therefore, the plurality of unit cells easily collected by the upper portion may be evenly and smoothly stacked by the lower structure while moving downwardly by gravity.
상기 구조에서, 단위셀 적층부의 하부에는 상기 단위셀 적층체가 순차적으로 인취될 수 있도록, 하부 배출구가 형성되어 있을 수 있다. 따라서, 상기 하부 배출구로 인취된 단위셀 전층체는 필름에 의해 용이하게 감싸질 수 있다.In the above structure, a lower discharge port may be formed in the lower portion of the unit cell stack so that the unit cell stack may be sequentially taken out. Thus, the unit cell entire body drawn into the lower outlet can be easily wrapped by the film.
구체적으로, 상기 단위셀 적층부의 하부는, 예를 들어 단위셀의 극판보다 크고, 분리막보다 작은 내경을 가진 구조일 수 있다. 즉, 단위셀 적층체가 상기 단위셀 적층부의 하부를 이동할 때, 분리막이 하부 내벽에 닿으면서 분리막의 탄성 및 하부 내벽에 대한 마찰력으로 인해 중력에 대응하는 힘으로 하강하게 하게 된다. 따라서, 단위셀 적층체는 물리적으로 가압되지 않으면서 순차적으로 적층시킬 수 있다. Specifically, the lower portion of the unit cell stack may be, for example, a structure having an inner diameter larger than that of the electrode plate of the unit cell and smaller than the separator. That is, when the unit cell stack moves below the unit cell stack, the separator contacts the lower inner wall and descends to a force corresponding to gravity due to the elasticity of the separator and the frictional force against the lower inner wall. Therefore, the unit cell stacks may be sequentially stacked without being physically pressed.
또한, 상기 단위셀 적층부의 하부에는 단위셀의 분리막을 지지하는 단턱이 형성되어 있을 수 있다. 즉, 단위셀 적층체가 순차적으로 적층될 때 상기 단위셀 적층체가 단턱의 높이를 초과하면, 상기 하부 배출구로 인취된다.In addition, a step may be formed below the unit cell stack to support the separator of the unit cell. That is, when unit cell stacks are sequentially stacked, if the unit cell stacks exceed the height of the step, they are drawn into the lower outlet.
상기 단턱은 단위셀 적층체를 용이하게 지지하는 구조라면 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 단위셀 적층부의 상하부의 경계 또는 하부 부위 또는 하부 배출구에 형성되는 구조일 수 있다.The step is not particularly limited as long as the structure easily supports the unit cell stack, and may be, for example, a structure formed at a boundary or a lower portion or a lower outlet of the upper and lower portions of the unit cell stack.
한편, 상기 단위셀 적층부의 하부에는 배기를 위한 관통구들이 천공되어 있을 수 있다. 따라서, 하부 내벽에 닿아 있는 상기 단위셀의 분리막과 단위셀 적층부 하부 사이에 포집된 공기를 제거하여 단위셀 적층체가 하부 배출구로 용이하게 하강할 수 있다.On the other hand, the through-holes for the exhaust may be perforated below the unit cell stack. Therefore, by removing the air collected between the separator of the unit cell and the lower portion of the unit cell stack that contacts the lower inner wall, the unit cell stack can be easily lowered to the lower outlet.
한편, 본 발명은 상기 과정을 통하여 단위셀 적층부로부터 인취한 단위셀 적층제의 외면을 필름으로 감싸는 과정을 포함하며, 하나의 바람직한 예로, 단위셀 적층체의 일면이 필름으로 감싸인 상태에서 상기 필름으로 대응면을 연속적으로 감싸는 과정을 포함할 수 있다.On the other hand, the present invention includes a process of wrapping the outer surface of the unit cell laminate taken from the unit cell stack through the above process with a film, in one preferred embodiment, the one side of the unit cell stack is wrapped in a film It may include a step of continuously wrapping the corresponding surface with a film.
상기 단계 (iv)는 단위셀 적층체의 외면이 필름으로 감싸인 상태에서 필름의 중첩 부위를 열융착하는 과정을 포함할 수 있다. The step (iv) may include a process of thermally fusion bonding the overlapping portions of the film in the state that the outer surface of the unit cell stack is wrapped with the film.
이러한 필름은 단위셀 적측체를 외부로부터 보호하는 작용을 하며, 예를 들어, 폴리프로필렌, 폴리프로필렌의 공중합체 또는 블랜드로 이루어진 소재 등이 사용될 수 있고, 다공성 구조로 이루어질 수 있다.Such a film serves to protect the unit cell antagonist from the outside, and for example, a material made of polypropylene, a copolymer of polypropylene, or a blend may be used, and may have a porous structure.
또한, 이러한 필름은, 바람직하게는 150 ~ 180℃의 범위에서 열수축이 일어날 수 있으므로 단위셀 적층체에 대해 고정 상태를 지지할 수 있다.In addition, such a film, since heat shrinkage can occur preferably in the range of 150 ~ 180 ℃ can support a fixed state with respect to the unit cell laminate.
본 발명은 또한, 이러한 전극조립체의 제조방법을 사용하여 제조되는 전기셀을 제공한다.The present invention also provides an electric cell manufactured using the method of manufacturing such an electrode assembly.
상기 전지셀은 예를 들어, 이차전지 또는 전기화학 캐패시터일 수 있으며, 그 중에서도 리튬 이차전지에서 바람직하게 적용될 수 있다.The battery cell may be, for example, a secondary battery or an electrochemical capacitor, and may be preferably applied in a lithium secondary battery.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전극조립체 제조방법은 단위셀(a, b)들을 특정 방식으로 적층하여 단위셀 적층체를 만들고 이를 인취하여 분리필름으로 감싼 후 열수축시키는 일련의 과정을 포함하므로, 전지의 생산 속도를 향상하여 전지셀의 제조 공정성을 향상시키면서 동일 규격 대비 전지의 용량 및 품질을 향상시킬 수 있다. As described above, the electrode assembly manufacturing method according to the present invention includes a series of processes for stacking the unit cells (a, b) in a specific manner to make a unit cell stack, take it, wrap it with a separation film and then heat shrink it. In addition, while improving the production process of the battery cell by improving the production rate of the battery can improve the capacity and quality of the battery compared to the same standard.
도 1은 종래의 바이 셀들로 이루어진 스택/폴딩형 전극조립체의 제조과정을 나타내는 모식도이다;
도 2는 도 1의 스택/폴딩형 전극조립체 제조과정에서 바이셀들의 배열 조합을 나타내는 모식도이다;
도 3은 도 1에 의해 제조된 전극조립체 구조의 모식도이다;
도 4a 및 도4b는 각각, 전극조립체에서 단위셀(a) 및 단위셀(b)로서 바람직하게 사용될 수 있는 하나의 예시적인 바이셀의 모식도이다;
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 단위셀 적층부의 모식도이다; 및
도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극조립체 구조의 모식도이다.1 is a schematic diagram showing a manufacturing process of a stack / foldable electrode assembly composed of conventional bi-cells;
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an arrangement combination of bicells in the stack / folding electrode assembly of FIG. 1;
3 is a schematic diagram of the electrode assembly structure manufactured by FIG. 1;
4A and 4B are schematic diagrams of one exemplary bicell that can be preferably used as the unit cell (a) and the unit cell (b) in the electrode assembly, respectively;
5 is a schematic view of a unit cell stacking unit according to an embodiment of the present invention; And
6 is a schematic view of the electrode assembly structure according to an embodiment of the present invention.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited by the scope of the present invention.
도 4a와 도 4b에는 각각, 전극조립체에서 단위셀(a), 단위셀(b)로서 바람직하게 사용될 수 있는 하나의 예시적인 바이셀(100)과 또 다른 바이셀(200)의 모식도가 도시되어 있다.4A and 4B, respectively, are schematic views of one
도 4을 참조하면, 단위셀(100)은 양극/분리막(130)/음극/분리막/양극의 단위 구조로 이루어져 있는 C형 바이셀로서, 셀의 양측에 각각 양극이 위치하는 셀이다. 단위셀(200)는 양측 외면에 각각 분리막(130)이 부착된 음극/분리막/양극/분리막/음극 구조의 A형 바이셀이다. 상기 단위셀(200)는 양측 외면에 각각 분리막(130)이 부착되었기 때문에, 단위셀(100) 및 단위셀(200)을 사용하여 이차전지를 포함한 전기화학 셀을 구성하는 경우, 별도의 분리필름을 게재하지 않더라도, 양극과 음극이 서로 대면하여 적층될 수 있다. Referring to FIG. 4, the
도 5에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 단위셀 적층부의 모식도가 도시되어 있다.5 is a schematic diagram of a unit cell stacking unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5를 도 4과 함께 참조하면, 단위셀 적층부(300)는 단위셀(100)과 단위셀(200)이 교번방식으로 상부로부터 유입되어 순차적으로 적층되는 구조로서, 상단이 개방되어 있고 하부방향으로 직경이 작아지는 호퍼 구조의 상부(310)와, 단위셀 적층체(300)에 대응하는 내부 크기를 가진 하부(320)로 이루어져 있다. Referring to FIG. 5 together with FIG. 4, the unit
단위셀 적층부의 하부(320)에는, 단위셀(100) 및 단위셀(200)로 이루어진 단위셀 적층체(100, 200)가 순차적으로 인취될 수 있도록, 하부 배출구(322)가 형성되어 있다.The
또한, 단위셀 적층부의 하부(320)는 단위셀의 극판보다 크고, 분리막(130)보다 작은 내경을 갖고 있어서, 단위셀 적층체(100, 200)의 분리막(130)이 하부 내벽에 닿으면서 분리막의 탄성 및 하부 내벽에 대한 마찰력으로 인해 중력에 대응하는 힘으로 하강하게 된다. 따라서, 단위셀 적층체는 물리적으로 가압되지 않으면서 순차적으로 적층시킬 수 있다. In addition, since the
또한, 단위셀 적층부의 하부(320) 부위 및 하부 배출구(322)에는 단위셀의 분리막(130)을 지지하는 단턱(324)이 형성되어 있다. 따라서, 단위셀 적층체(100, 200)가 순차적으로 적층될 때 단턱의 높이를 초과하면, 하부 배출구(322)로 인취된다.In addition, a stepped
한편, 단위셀 적층부의 하부(320)에는 배기를 위한 관통구들(326)이 천공되어 있어서, 하부 내벽에 닿아 있는 단위셀의 분리막(130)과 단위셀 적층부 하부(320) 간의 공기 가압상태를 해소하여 단위셀 적층체(100, 200)가 하부 배출구(322)로 용이하게 하강할 수 있다.On the other hand, through-
도 6에는 도 5에서 인취한 단위셀 적층체(100, 200)의 외면이 필름으로 감싸져 있는 전극조립체(400)의 구조가 모식적으로 도시 되어 있다.FIG. 6 schematically illustrates the structure of the
이들 도면은 도 5와 함께 참조하면, 단위셀 적층체(100, 200)의 외면은 필름(410)에 의해 감싸진 상태에서, 단위셀 적층체(100, 200) 상면의 필름(210)의 중첩 부위를 열융착한다.5, the outer surface of the unit cell stacks 100 and 200 is surrounded by the
이러한 필름(410)은 각각 단위셀의 극판 및 단위셀 적층체들 사이에서 그것들의 절연상태를 유지할 수 있도록, 폴리프로필렌, 폴리프로필렌의 공중합체 또는 블랜드로 이루어진 소재 등이 사용된다. Each of the
한편, 단위셀 적층체(100, 200)는, 단위셀 적층체(100, 200)를 감싼 필름(410)이 바람직하게는 170℃에서 열수축되어, 열수축된 필름(410)이 단위셀 적층체(100, 200)에 대해 고정 상태를 지지하고, 단위셀 적층체(100, 200)를 외부로부터 보호하는 작용을 한다.
On the other hand, the
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다. Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.
Claims (18)
(i) 양측 외면에 각각 극판이 위치하는 단위셀(a), 및 양측 외면에 각각 분리막이 부착된 단위셀(b)을 준비하는 과정;
(ii) 상기 단위셀들(a, b)을 단위셀 적층부에 양극과 음극이 서로 대면하도록 적층하는 과정;
(iii) 상기 단위셀 적층부로부터 인취한 단위셀 적층체의 외면을 필름에 의해 감싸는 과정; 및
(iv) 상기 단위셀 적층체의 외면을 감싸고 있는 필름을 열 수축하는 과정;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법. A method of manufacturing an electrode assembly having a structure in which two or more unit cells are stacked,
(i) preparing a unit cell (a) having electrode plates positioned on both outer surfaces thereof, and a unit cell (b) having separators attached to both outer surfaces thereof;
(ii) stacking the unit cells (a, b) such that an anode and a cathode face each other in a unit cell stack;
(iii) wrapping the outer surface of the unit cell stack taken from the unit cell stack with a film; And
(iv) heat shrinking the film surrounding the outer surface of the unit cell stack;
Method for producing an electrode assembly comprising a.
18. The battery cell according to claim 17, wherein the battery cell is a lithium secondary battery.
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